Bourse SFE 2012 : Elodie Courtois

Figure2: Localisation de la réserve des Nouragues en Guyane Française au sein de laquelle se trouve la station de recherche des Nouragues du CNRS. Pour des informations plus précises sur cette station de recherche voir sur le site http://www.nouragues.cnrs.fr/.

Avec plus de 6000 espèces différentes décrites, les amphibiens représentent l’un des groupes de vertébrés les plus diversifiés dans le monde. C’est aussi l’un des groupes les plus menacés avec près de 30% des espèces menacées d’extinction dans le monde (Stuart et al. 2004). Comprendre comment les populations d’amphibiens se structurent dans le temps et l’espace est donc un enjeu majeur pour l’étude des ces espèces et leur conservation. L’intérêt de cette étude était d’étudier les facteurs de distribution des espèces de la famille des Dendrobatidae dans une forêt tropicale de Guyane Française.

Les amphibiens de la famille des Dendrobatidae sont répartis sur presque toutes les régions tropicales d’Amérique du Sud et les parties adjacentes d’Amérique centrale. La majorité des espèces de cette famille sont terrestres et diurnes. Cette famille se caractérise par une importante diversité spécifique et un comportement social et reproducteur complexe (Lötters et al. 2007). Les stratégies de reproduction impliquent un investissement important d’un des deux parents. Dans la majeure partie des cas, les œufs sont pondus en dehors de l’eau puis transportés par l’un des deux parents sur son dos jusqu’à un point d’eau lorsque les têtards ont éclos (comportement appelé phorésie) où ils se développeront jusqu’à la métamorphose (Lötters et al. 2007). Certains paramètres abiotiques et en particulier la disponibilité en dendrotelmes (petites réserves d’eau) peuvent donc avoir une forte influence sur la répartition des différentes espèces de Dendrobatidae. Ces espèces utilisant comme site de reproduction des micro-habitats spécifiques et limités, on peut alors s’attendre à ce qu’il existe une exclusion compétitive de ces espèces et qu’à une échelle fine, elles aient tendance à coexister moins souvent qu’attendu au hasard.

L’objectif de la présente étude est de caractériser le patron de répartition de quatre espèce de Dendrobatidae (voir Figure 1) présentent sur le site de la station Inselberg de la réserve des Nouragues. Le site d’étude comprend deux unités géographiques distinctes (le petit plateau et le grand plateau) qui se différencient par des substrats géologiques différents. Plus spécifiquement, cette étude cherche à répondre aux questions suivantes : (1) Comment se distribuent les espèces sur le site d’étude ? (2) Existe il des différences de composition entre les communautés du grand et du petit plateau ? (3) Quel est le patron de coexistence de ces espèces ?

Figure3: Localisation des 49 transects de 50 m (indiqués en noir) sur le site Inselberg de la station de recherche des Nouragues du CNRS. A gauche, le grand plateau (GP) situé sur un sol argileux avec un substrat de type volcanique et culminant à 140 m d’altitude environ et à droite le petit plateau (PP) situé sur un sol plus sableux avec un substrat granitique et culminant à 120m d’altitude.

Cette étude a été menée sur le site Inselberg de la station de recherche du CNRS qui se situe au sein de la réserve des Nouragues (Figure 2). Un ensemble de 49 transects de 50m a été mis en place sur les réseaux de layons existants sur le petit plateau (PP, 15 transects, Figure 3) et sur le grand plateau (GP, 34 transects, Figure 3). Le grand plateau se situe sur un sol argileux avec un substrat de type volcanique et le petit plateau (PP) se situe sur un sol plus sableux avec un substrat granitique. Les transects sont séparés par au moins 100 mètres de distance pour assurer leur indépendance. Les transects sont caractérisés par une altitude basse (60-80 m), moyenne (90-110 m) ou haute (120-160 m). Quatre espèces de la famille des Dendrobatidae ont été considérées (Dendrobates tinctorius, Allobates femoralis, Ameerega hahneli, et Anomaloglossus baeobatrachus, voir Figure 1). Ce sont toutes des espèces de litière et diurne. Pour trois espèces (A. femoralis, A. baeobatrachus, A. hahnelli) les mâles chantent de jour et possèdent un chant caractéristique et facilement identifiable.

Entre le 5 et le 12 février 2012 (saison des pluies), les transects ont été parcourus en 10 minutes une fois par jour pendant 8 jours consécutifs (8 passages sur chaque transect). Le long de ces transects ont été comptabilisées le nombre d’observation visuelle pour l’espèce D. tinctorius ainsi que le nombre de mâles chanteurs pour A. femoralis, A. baeobatrachus et A. hahneli, une étude préliminaire ayant mis en évidence le fait que les observations visuelles pour ces 3 dernières espèces sont extrêmement rare du fait de leur caractère beaucoup plus cryptique que D. tinctorius (Courtois et al., in prep.).

Afin d’étudier la répartition globale des espèces sur la zone d’étude, des estimations de probabilité d’occupation ont été réalisées en incorporant la probabilité de détection dans les estimations de présence (MacKenzie et al. 2002). Cette méthode permet, grâce à des passages répétés sur des sites, d’estimer la probabilité de détection d’une espèce et d’utiliser cette mesure pour estimer une probabilité d’occupation des sites par cette espèce sur la zone d’étude.

Figure 4 : Probabilité de détection (A) et d’occupation (B) moyennes estimées pour les 4 espèces de Dendrobatidae.

L’abondance relative des différentes espèces sur chaque transect a été calculée pour chaque espèce et sur chaque transect par le nombre d’individus par minute de prospection selon la formule d’Ernst et al. 2006.

La diversité des communautés a été définie en utilisant l’indice de Shannon basé sur une matrice d’abondance des espèces définie à partir des abondances relatives définie précédemment. L’indice de Shannon se calcule comme suit : où p_i est l’abondance relative de l’espèce i et R la richesse spécifique, c’est-à-dire le nombre total d’espèce prises en compte (ici 4 espèces).Finalement, afin d’étudier la coexistence des espèces, une matrice de présence/absence a été construite en combinant les différents passages sur chaque transect. Cette matrice a été utilisée pour calculer un indice de co-occurrence (C-score) qui a été comparé à une distribution aléatoire (Gotelli 2000). Si la communauté est structurée par la compétition, c’est-à-dire que les espèces coexistent moins qu’attendu au hasard, alors la valeur observée du C-score doit être supérieure aux valeurs simulée.

Courtois EA, Devillechabrolle J, Dewynter M, Pineau K, Gaucher P, Chave J. Optimising the sampling strategy for eight amphibians species in French Guiana, South America. submitted to Biodiversity and Conservation

Ernst R, Linsenmair KE, Rödel M-O (2006) Diversity erosion beyond the species level: Dramatic loss of functional diversity after selective logging in two tropical amphibian communities. Biological Conservation 133:143–155.

Gotelli NJ (2000) Null model analysis of species co-occurrence patterns. Ecology 81(9):2606–2621

Lötters S, Jungfer KH, Henkel WH, Schmidt W (2007) Poison Frogs: Biology, Species & Captive Husbandry, Chimaira. Frankfurt, Germany

MacKenzie DI, Nichols JD, Lachman GB, et al. (2002) Estimating site occupancy rates when detection probabilities are less than one. Ecology 83:2248–2255.

Ringler M, Ursprung E, Hödl W (2009) Site fidelity and patterns of short- and long-term movement in the brilliant-thighed poison frog Allobates femoralis (Aromobatidae). Behavioral Ecology and Sociobiology 63:1281–1293.

Stuart SN, Chanson JS, Cox NA, et al. (2004) Status and Trends of Amphibian Declines and Extinctions Worldwide. Science 306:1783–1786.